M8電子負(fù)載及交流內(nèi)阻測(cè)試儀資料(20100322更新)

M8單片機(jī)恒流型數(shù)字電子負(fù)載及交流內(nèi)阻測(cè)試儀第6頁共8頁一、原作者資料整理：

基本功能

1、恒流型電子負(fù)載

2、電池容量測(cè)試

3、開關(guān)電源最大工作電流測(cè)試

4、交流內(nèi)阻測(cè)試

參數(shù)：

A/D

10BIT±1

（使用64倍取樣）

電壓顯示：50V

±50mV

（使用64倍取樣降低到±10mV）

電流顯示：5A

±5mA(電流取樣電阻為0.05Ω，電流=0.25V/0.05Ω)；最大30A

±30mA(電流取樣電阻為0.0083Ω)

電流調(diào)節(jié)：13BIT

PWM

D/A

5A的最小調(diào)節(jié)度為1mA

；30A的最小調(diào)節(jié)度為4mA

交流內(nèi)阻測(cè)量范圍：0-500mΩ（10mA1KHz）交流內(nèi)阻量程可以調(diào)節(jié)R7。R7:

50Ω

對(duì)應(yīng)

0-

500mΩ；R7:

100Ω

對(duì)應(yīng)

0-1000mΩ;

電路改動(dòng)：

M8的PC4腳（ADC4）做警鈴輸出(100Hz信號(hào))；

取消R60電阻，PB2腳(OC1B)做交流內(nèi)阻測(cè)試的1KHz交流源輸出，取消R25電阻，PC3腳(ADC3)交流內(nèi)阻ADC測(cè)試輸入；

PC2腳(ADC2)低壓檔電壓測(cè)試輸入（0-4.5V），即“第二個(gè)測(cè)試電壓”，不一定只是4.5V，看分壓電阻的比例了，最大達(dá)到50V和另外一組電壓一樣，目前只能充當(dāng)電壓表（J21電壓測(cè)試端口），其它功能待開發(fā)；

M8熔絲設(shè)定電子負(fù)載部分電路圖：M8交流內(nèi)阻測(cè)試儀：

測(cè)量范圍：0-500m歐（10mA1KHz），PCB使用M8電子負(fù)載附加部分電路。過后和M8電子負(fù)載整合。

原理：

由M8產(chǎn)生1KHz方波，由放大器產(chǎn)生10mA1KHz交變恒流輸出源，經(jīng)過測(cè)試電阻后，產(chǎn)生交變電壓信號(hào)經(jīng)過250倍放大，再由M8的快速同步相移ADC檢出值。電路非常簡單：C2、C3兩個(gè)電容可以用一個(gè)47uF/50V的無極性電容代替。耐壓為50V是為了測(cè)高電壓電池內(nèi)阻。

交流內(nèi)阻測(cè)試儀電路及PCB：電子負(fù)載、擴(kuò)展板、內(nèi)阻測(cè)試儀等的連線：操作說明一、界面和鍵盤設(shè)定

(一)主功能菜單

按S30(MainProgramSelect)進(jìn)入；按S10(UP)、S11(DOWN)選擇功能；在按S30(MainProgramSelect)確認(rèn)；

(二)電子負(fù)載及交流內(nèi)阻測(cè)試功能

按S21(Is/Vs/Rc顯示和設(shè)定選擇)鍵選擇功能界面1、Is設(shè)定電流界面下（默認(rèn)）

顯示

設(shè)定電流

設(shè)定電壓

功率

實(shí)時(shí)電流

實(shí)時(shí)電壓

容量

S10(UP)、S11(DOWN)、S20(步進(jìn))

三個(gè)鍵設(shè)定電流

2*3按鍵定義

S10(UP)

S20(步進(jìn))

S30(MainProgramSelect)

S11(DOWN)

S21(Is/Vs/Rc顯示和設(shè)定選擇)

S31(電流ON/OFF)2、Vs設(shè)定電壓界面下

顯示

設(shè)定電流

設(shè)定電壓

功率（改為顯示第二測(cè)試端電壓）

實(shí)時(shí)電流

實(shí)時(shí)電壓

系統(tǒng)電壓

S10(UP)、S11(DOWN)、S20(步進(jìn))

三個(gè)鍵設(shè)定電壓2*3按鍵定義

S10(UP)

S20(步進(jìn))

S30(MainProgramSelect)

S11(DOWN)

S21(Is/Vs/Rc顯示和設(shè)定選擇)

S31(電流ON/OFF)

3、內(nèi)阻Rc顯示界面下

顯示

交流內(nèi)阻

1KHz

ADC

相位

直流內(nèi)阻

DC

時(shí)間

2*3按鍵定義

S10(電流顯示調(diào)零)

S20(Rc調(diào)零)

S30(MainProgramSelect)

S11(容量AH、時(shí)間清零)

S21(Is/Vs/Rc顯示和設(shè)定選擇)

S31(電流ON/OFF)

Rc調(diào)零功能可以減除線阻的作用。

注意：電流顯示調(diào)零，必須是在關(guān)閉電流的條件下才可以用！

(三)電源最大輸出電流測(cè)試功能

從0mA開始，直至設(shè)定限制電流，每秒增加10mA進(jìn)行電流掃描；

顯示

設(shè)定限制電流

設(shè)定電壓

功率

實(shí)時(shí)電流

實(shí)時(shí)電壓

最大輸出電流2*3按鍵定義

S10(UP)

S20(步進(jìn))

S30(MainProgramSelect)

S11(DOWN)

S21(Is/Vs顯示和設(shè)定選擇)

S31(電流ON/OFF)二、校正步驟

按S30(ProgramSelect)鍵啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)入校正程序；(按住S30開電源)

按S10、S11選擇校正菜單；

“1:adjustRc”，交流電阻校正程序；

“2:adjustVcc”，校正系統(tǒng)電壓；

“3:adjustVin”，校正放電電壓；

“4:adjustV1”，校正第二個(gè)端口的測(cè)試電壓；

“5:adjustIin”，校正放電電流；

“SaveDefault”，；

“LoadDefault”，；

“Exit”,退出校正程序。

1、校正交流電阻

1.1、在“1:adjustRc”下,按S31(YES確認(rèn))鍵進(jìn)入交流電阻校正程序；1.2、顯示“Rc=

0mΩ”，

1.2.1、短接測(cè)試端，輸入0電阻（測(cè)試端短接），

1.2.2、等待第二行數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定后，按按S31(YES/OK確認(rèn))鍵進(jìn)入下一步；1.3、顯示“Rc=

220.0mΩ”，

1.3.1、按S10、S11、S20鍵設(shè)定將要使用的校正基準(zhǔn)電阻的阻值

（先找個(gè)已知阻值的小電阻，最好用伏安法測(cè)出個(gè)比較精確的數(shù)值）；

1.3.2、按按S31(YES/OK確認(rèn))鍵確認(rèn)輸入值；

1.3.3、測(cè)試端接入基準(zhǔn)電阻，

1.3.4、等待第二行數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定后，按按S31(YES/OK確認(rèn))鍵進(jìn)入下一步；1.4、第一行顯示“計(jì)算出的參數(shù)”,第二行顯示“SaveData?”,按S31(YES/OK確認(rèn))鍵保存數(shù)據(jù),按其它鍵取消保存數(shù)據(jù);1.5、退出交流電阻校正程序，進(jìn)入校正功能菜單界面，顯示“1:adjustRc”；

2、校正系統(tǒng)電壓

2.1、在顯示"2:adjustVcc"下,按S31(YES確認(rèn))鍵進(jìn)入系統(tǒng)電壓校正程序；2.2、顯示"Vcc=9.00V"，(用12電源一定要改分壓電阻)

2.2.1、用萬用表測(cè)出系統(tǒng)電壓的值；

2.2.2、按S10、S11、S20鍵設(shè)定輸入系統(tǒng)電壓的值；

2.2.3、按S31(YES/OK確認(rèn))鍵確認(rèn)輸入值；2.3、第一行顯示“計(jì)算出的參數(shù)”,第二行顯示“SaveData?”,按S31(YES/OK確認(rèn))鍵保存數(shù)據(jù)，按其它鍵取消保存數(shù)據(jù)；2.4、退出系統(tǒng)電壓校正程序，進(jìn)入校正功能菜單界面，顯示"2:adjustVcc"；

3、校正放電電壓

3.1、在顯示"3:adjustVin"下,放電端接入電源，按S31(YES確認(rèn))鍵進(jìn)入放電電壓校正程序；3.2、顯示"V=0.000V"，輸入0V，調(diào)零，按S31(YES確認(rèn))鍵；3.3、顯示"V=19.000V"，

3.3.1、用萬用表測(cè)出接入電壓的值；

3.3.2、按S10、S11、S20鍵設(shè)定輸入接入電壓的值；

3.3.3、按S31(YES/OK確認(rèn))鍵確認(rèn)輸入值；3.4、第一行顯示“計(jì)算出的參數(shù)”,第二行顯示“SaveData?”,按S31(YES/OK確認(rèn))鍵保存數(shù)據(jù)，按其它鍵取消保存數(shù)據(jù)；3.5、退出放電電壓校正程序，進(jìn)入校正功能菜單界面，顯示"3:adjustVin"；4、校正第二個(gè)測(cè)試電壓

4.1、在顯示"4:adjustV1"下,按S31(YES確認(rèn))鍵進(jìn)入電壓校正程序；4.2、顯示"V=4.500V"，(輸入的電壓值可改，根據(jù)實(shí)際安裝的分壓電阻來，V1無特殊用途)

4.2.1、用萬用表測(cè)出接入電壓的值；

4.2.2、按S10、S11、S20鍵設(shè)定輸入接入電壓的值；

4.2.3、按S31(YES/OK確認(rèn))鍵確認(rèn)輸入值；4.3、第一行顯示“計(jì)算出的參數(shù)”,第二行顯示“SaveData?”,按S31(YES/OK確認(rèn))鍵保存數(shù)據(jù)，按其它鍵取消保存數(shù)據(jù)；4.4、退出系統(tǒng)電壓校正程序，進(jìn)入校正功能菜單界面，顯示"4:adjustV1"；5、校正放電電流

5.1、在"5:adjustIin"下，放電端接入電源，放電回路串接電流表，按S31(YES確認(rèn))鍵進(jìn)入放電電流校正程序；5.2、第一行顯示"I=0.000mA"，ADC0；第二行顯示"PWM="，ADC；

5.2.1、PWM值自動(dòng)增加，測(cè)試出零點(diǎn)；5.3、顯示"I=1.000mA"，（單位錯(cuò)誤，應(yīng)該是A）

5.3.1、按S10、S11、S20鍵設(shè)定將要放電的電流值；

5.3.2、按按S31(YES/OK確認(rèn))鍵確認(rèn)輸入值；

5.3.3、按S10、S11、S20鍵設(shè)定PWM值，使電流表的電流值等于設(shè)定放電的電流值；

5.3.4、按按S31(YES/OK確認(rèn))鍵確認(rèn)輸入值；5.4、第一行顯示“計(jì)算出的參數(shù)”,第二行顯示“SaveData?”,按S31(YES/OK確認(rèn))鍵保存數(shù)據(jù)，按其它鍵取消保存數(shù)據(jù)；5.5、退出放電電流校正程序，進(jìn)入校正功能菜單界面，顯示"5:adjustIin"；

原作者測(cè)試程序說明：

2009-08-07

只整合電子負(fù)載和交流內(nèi)阻測(cè)試，沒有電源測(cè)試。增加電流顯示調(diào)零，減少放大器溫漂造成的顯示誤差。

2009-08-09

全部整合完畢。增加開機(jī)電流顯示調(diào)零。

串口輸出的數(shù)據(jù)格式(每秒輸出一次無小數(shù)點(diǎn)值)：電流(mA)、電壓(mV)、容量(mAH)、直流電阻(mΩ)、交流電阻(0.1mΩ)

2009-08-13

增加ADC2口做電壓測(cè)試，這個(gè)可以用100K和100K的電阻做分壓，測(cè)低于5V的電壓，增加低壓的精確度。增加了個(gè)V1（ADC2口）的校正。

2010-01-03

50V5ADCL500mRcV1.1s01.rarM8單片機(jī)恒流型數(shù)字電子負(fù)載及交流內(nèi)阻測(cè)試儀第11頁共11頁

1、串口輸出格式修改

功能電流高量程電壓

低量程電壓容量直流電阻交流電阻設(shè)定電流設(shè)定電壓

DCLRc

OFF

7570

5267

065535

192

100

600

DCTest

DCTest

OFF

7570

5267

065535

194

100

600

DCLRc

DCLRc

OFF

7570

5267

065535

191

100

600

2、增加串口模擬按鍵控制

空格初始化

11

對(duì)應(yīng)S10鍵

22

對(duì)應(yīng)S11鍵

33

對(duì)應(yīng)S20鍵

44

對(duì)應(yīng)S21鍵

55

對(duì)應(yīng)S30鍵

66

對(duì)應(yīng)S31鍵二、套件安裝：

1、如果是不整合內(nèi)阻測(cè)試板的，直接按照負(fù)載PCB上的標(biāo)識(shí)安裝元件即可，如果整合內(nèi)阻測(cè)試板的話，R25、R60、R28可以先不要安裝；2、由于M8的AD測(cè)試最高為2.5V，工作電壓為8.4V時(shí)對(duì)應(yīng)電壓取樣電阻R28為4K7，如果工作電壓為12V，對(duì)應(yīng)電壓取樣電阻R28應(yīng)改為3K，或者并上一個(gè)8～9K的電阻。3、LCD如果是紅色背光的，5K電位器R31不要裝。4、如果是別的LCD，背光引腳15/16需要處理一下，可以在LCD上給15/16腳直接飛線連接電源，如15與2腳并聯(lián)，16與1腳并聯(lián)。注意背光工作電壓加適當(dāng)?shù)南蘖麟娮琛?、左下角的風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)部分：NPN三極管可以用8550、9012等常見管子，W接12電源正，電源負(fù)PCB上已經(jīng)共地連接，F(xiàn)S接風(fēng)扇，Rt接熱敏電阻，熱敏電阻貼到散熱器上，可根據(jù)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，想達(dá)到更好的調(diào)速效果可能需要選擇合適熱敏電阻或者加電阻改下電路。初步調(diào)試時(shí)可以先不安裝，風(fēng)扇先接12V電源用即可。6、Key接按鍵板，J71、J72是電源接口及開關(guān)，初步調(diào)試直接接電源即可。7、J51接J82，J53短接(可在此串入分功電阻，并個(gè)開關(guān)做切換)，J81連J52，其它的按照擴(kuò)展板接線圖連接即可。8、Rx引出2根線做電阻測(cè)試的輸入端。J52引出2根線做放電輸入端。9、電壓測(cè)試端口J21沒啥特殊用途，可以引出下面2根線做第二個(gè)測(cè)試電壓輸入端。至此調(diào)試所需的所有連線已經(jīng)基本完成，可進(jìn)行初步調(diào)試。Rx邊上細(xì)線連接處可劃開并引出第三根線，也就是所謂的三線測(cè)量。放電接口的四線測(cè)量需要小處理一下連線，沒基礎(chǔ)的就先不要急著改了，可參考熊的圖。三、初步調(diào)試：

按照前面原作者的調(diào)試說明一步一步的來就行，有需要注意的地方我已經(jīng)用紅色標(biāo)出并加上部分說明；三、改裝（搜集自網(wǎng)友的帖子）：M8負(fù)載改裝：1、由于M8的AD測(cè)試最高為2.5V，工作電壓為8.4V時(shí)對(duì)應(yīng)電壓取樣電阻R28為4K7，如果工作電壓為12V，對(duì)應(yīng)電壓取樣電阻R28應(yīng)改為3K.2、有人說用12v供電時(shí)7805非常燙.最大功耗的是屏幕背景燈.解決方法是:在LCD的15腳(或16腳)串一個(gè)10～30歐電阻來限流,減低亮度,減少工作電流。

3、震蕩問題：1).實(shí)際電流跟設(shè)定電流相差較大,比如設(shè)置2A電流,m8顯示和萬用表都只有1.85A左右晃悠.2).用交流電流檔測(cè)有數(shù)值,而純直流時(shí)是沒有數(shù)值的,為0.

M8負(fù)載的作者建議是在358的1,2腳并一個(gè)101的小電容.我測(cè)試了只加101是不行的(至少我那個(gè)M8負(fù)載不行)解決方法是:把3582腳和5腳連接的銅片斷開.將2腳串一個(gè)33歐電阻接0.05歐的電流檢測(cè)電阻.2腳和1腳并一個(gè)1U的積分電容.C52C53C54分別并1U的貼片電容.有貼子反映V200810052固件有問題.那為什么最新這批還是用V200810052固件呢?我是刷成V200811018固件.

修改后顯示電流和設(shè)定電流相差2個(gè)字節(jié)左右.還算比較穩(wěn)定.其誤差范圍在其可接受范圍內(nèi).

純硬件校正方法:步驟:

1.找3個(gè)104(100k)的可調(diào)電阻(如圖藍(lán)色的東東).2.將可調(diào)電阻中間引腳和旁邊任意一個(gè)引腳連接.3.調(diào)節(jié)負(fù)載電壓.(調(diào)節(jié)負(fù)載電壓跟萬用表數(shù)值一致):將一個(gè)可調(diào)電阻的阻值調(diào)到90k的阻值,拆掉R51,用可調(diào)電阻代換R51,因?yàn)橐?fù)調(diào)節(jié)電壓,所以用90k來代替100k;4.調(diào)節(jié)實(shí)際電流(調(diào)節(jié)萬用表數(shù)值跟設(shè)定值一致):將一個(gè)可調(diào)電阻的阻值調(diào)到82k的阻值.拆掉R64,用可調(diào)電阻代換R64.5.調(diào)節(jié)顯示電流(調(diào)節(jié)M8顯示電流跟萬用表數(shù)值一致):將一個(gè)可調(diào)電阻的阻值調(diào)到39k的阻值.拆掉R58,用可調(diào)電阻代換R58.6.那個(gè)不準(zhǔn)就調(diào)那個(gè),該干嘛就干嘛去......注意事項(xiàng):以上可調(diào)電阻校正的方法的前提就是電路沒有震蕩,電路一旦震蕩了顯示就會(huì)無規(guī)則變化,沒辦法校正的.由于軟件校正是對(duì)硬件來改軟件參數(shù)的,也就是說硬件校正再軟件校正再硬件校正......經(jīng)過幾次軟硬校正后,那幾個(gè)可調(diào)電阻的阻值會(huì)被調(diào)得離設(shè)計(jì)阻值越來越遠(yuǎn),而在線受旁路電阻影響是不能測(cè)其阻值的,必須要拆下來測(cè).這也是為什么上面要先調(diào)阻值再換電阻.

很有必要在輸入端并電容1uf左右,效果很不錯(cuò)

在0.05歐電阻的地引根線到m8的22腳基準(zhǔn)地.斷開22腳和8腳連接.這樣基準(zhǔn)地跟電阻地處于同一電位,不用繞一圈才到.Xiong的安裝與使用心得:LCD（紅色背光的）的連線：第二個(gè)是擴(kuò)展管的連接：如果加了擴(kuò)展板的話，可能會(huì)碰到一個(gè)問題，就是關(guān)閉放電時(shí)，放電回路中仍然有幾毫安到幾十毫安的電流。這個(gè)問題不解決的話，一個(gè)晚上很可能就把電池過放造成電池?fù)p壞。產(chǎn)生這個(gè)問題的原因是運(yùn)放零漂，解決的方法是利用TL431給運(yùn)放增加一個(gè)小偏置電壓。（見第二頁的原理圖）分功電阻的接法：為了減小MOS管的功耗，可以在放電回路里串聯(lián)一個(gè)大功率的電阻，實(shí)現(xiàn)功率分流，讓一部分功率消耗在分功電阻上。串入分功電阻后，必須把電池電壓的采樣點(diǎn)放在分功電阻靠近電池這頭，否則顯示的電壓會(huì)不準(zhǔn)確?？梢约友b一個(gè)切換開關(guān)，實(shí)現(xiàn)分功電阻接入和不接入的選擇。擴(kuò)大單管測(cè)量的電流范圍：如果你是使用一個(gè)功率管的話，原電路只能支持最大4.7A左右的放電（如果你使用了擴(kuò)展板的話，這里不用看了）。首先把R63從原來的4.7K換成10K；改后雖然能超過4.7A的放電了，但是還不能正確顯示。因?yàn)樵瓐D中電流采樣信號(hào)的放大電路其放大倍數(shù)設(shè)置在約10倍，采樣電阻阻值是0.05歐，10A放電時(shí)壓降為0.05*10＝0.5V，放大10倍后是5V，已經(jīng)超過單片機(jī)2.5V的采樣量程，因此第二步是改變電路的放大倍數(shù)。0.5*x＝2.5，因此放大倍數(shù)x設(shè)置在5倍左右比較合適。運(yùn)放放大倍數(shù)的計(jì)算方法為：Au＝1+R58/R59，因此可以把R59從4.7k改為9.75K，當(dāng)然9.75k的電阻是買不到的可以取10K的。理論上這樣改就行了，但是由于我后面在另一個(gè)改動(dòng)里改變了電流采樣信號(hào)的分壓比，所以R59并沒有取10K，關(guān)鍵記住一點(diǎn)就行：0.05歐*10A*Au*k<=2.5。這個(gè)K就是電流采樣信號(hào)的分壓比，目前這個(gè)是K＝1的。加裝放電結(jié)束報(bào)警蜂鳴器：加個(gè)放電結(jié)束聲音報(bào)警還是很方便使用的，好在電路里已經(jīng)有該設(shè)計(jì)，所以加起來也很容易。圖中的R21～R25都可以不裝，因?yàn)闆]用。但是如果要裝蜂鳴器的話，R22要換成100～500歐的裝上（取值不同音量大小不同），蜂鳴器兩端接在R22的右邊和地之間。啟動(dòng)放電后，到達(dá)截止電壓就輸出鈴聲，響聲直到按任何鍵才停止。報(bào)警聲音為400Hz的方波輸出，如果嫌不好聽，可以找一個(gè)有源的蜂鳴器，我的就是有源的，不過里面的聲音還是不大好聽，哈哈。改動(dòng)放電電流線性不好問題：首先要搞清楚一點(diǎn)，這里說的電流線性不好不是指按1A校正而測(cè)10A時(shí)誤差大的現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象單片機(jī)的ADC決定了的，不能改變，除非是在單片機(jī)程序內(nèi)進(jìn)行修正。那么我說的線性不好指的是什么呢？可能很多人的沒有這個(gè)問題，但是我碰到了，也有其他的人碰到過，我還郁悶了好一陣子在群里討論后才解決的。這里說的是這樣一種現(xiàn)象：比如放電電流設(shè)定在3A，給維修電源放電測(cè)試，電壓調(diào)節(jié)在2V時(shí)實(shí)際電流為3A，但是調(diào)節(jié)為1V或者10V時(shí)電流只有1A了，也就是說在電池電壓為某些電壓值的時(shí)候電